Диссертация (1152203), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Объем годового производства рыбных консервов внашей стране находится на уровне 550 – 600 Муб [48].Герметичность банки является основным техническим свойством емкостидля продукта консервации, которое должно сохраняться на протяжении всегожизненного цикла консервов, включая производство, хранение, транспортировку,потребление продукта. Консервная банка в процессе производства испытываетразличные механические и тепловые воздействия при стерилизации, охлаждении.Прочность банок к этим воздействиям определяется элементами двойногозакаточного шва: ширина закаточного шва, глубина посадки крышки, ширинакрючков крышки и банки, а также перекрытие закаточного шва [52,19].Герметизация металлических консервных банок достигается закатываниемкрышки в корпус в две операции: I - образование шва; II - образование двойногозакаточного шва с последующим его уплотнением (рисунок 7).23Ct2ETEB2B1LTt1Рисунок 7. Схема двойного закаточного шва: t1 – толщина материала банки; t2 –толщина материалы крышки; L – ширина закаточного шва; С – глубина посадкикрышки; B1 – ширина крючка банки; B2 – ширина крючка крышки; T – толщиназакаточного шва; E – ширина перекрытия закаточного шва; ET – теоретическаяширина перекрытия закаточного шва.Размеры элементов двойного закаточного шва указываются в паспортезакаточной машины (Таблица 1) и могут быть измерены шовным проектором,измерительнымиинструментамиилирассчитаныпоформуламсиспользованием известных данных.Проверкукачествазакаточногошвапроводятвследующейпоследовательности: визуальный осмотр, проверка внешних и внутреннихразмеров шва, проверка на герметичность.При внешнем осмотре проверяют форму шва, чистоту его поверхности,качество сварки и пропайки продольного шва, отсутствие дефектов (подрезов,накатов, заусенцев, волнистости, зубцов, язычков, нарушения целостностилакового или оловянного покрытий и т.
п.).24Таблица 1 – Размеры в миллиметрах элементов двойногозакаточного шва укупоренных металлических банок.Диапазоны Банка изизменения жестивнутреннихдиаметров t1t2банок0,180,200,180,200,220,22От 59,5 до 0,20122,00,220,25включ.,0,25L+0.25-0,15СНомин.Пред.откл.В1,+0,25-0,15В2,+0,25-0,152,903,003,053,153,20+0,30-0,102,001,953,20+0,30-0,102,052,003,25+0,35-0,102,102,053,15Свыше122,0 до278,0включ.0,200,220,200,220,250,250,280,223,000,253,050,283,103,150,280,320,323,20Прочность закаточного шва, обеспечивающая герметичность консервнойбанки, определяется его перекрытием E (рисунок 7) и коэффициентомперекрытия Р = E/ET, которые измеряют при механическом вскрытии шва [52]:Значение перекрытия зависит от диаметра банки, толщины жести,конструктивных особенностей закаточной машины и находится в пределах от1,05 до 1,60 мм.Толщина T, ширина L шва, ширина крючков банки и крышки В1, и В2, ммвычисляются по следующим зависимостям:T = (3t2 + 2t1 + s) ± 0,10(1)L = [Е + 0,5 (t1 + t2) + 1,5] - 0,1(2)25В1 = 0,4935 (E + L - 1,66t2)(3)В2 = 0,5065 (Е+ L – 1,6t2),(4)где s – толщина пленки пасты,Ширина крючка крышки (дна) не должна превышать ширину крючка банки(корпуса).Глубина посадки крышки (дна) должна быть больше ширины закаточногошва на 0,12 - 0,16 мм.Показателем герметичности закаточного шва наряду с вышеукузаннымипараметрами является и волнистость крючка крышки, возникающая послепервой операции [52].Волнистость крючка крышки (дна) по высоте волны оценивают по шкале,приведенной на рисунке 8.Рисунок 8.
Шкала волнистости крючка крышкиПо этой шкале отсутствие волны соответствует степени 0, степени 1соответствует высота волны, равная 10 % ширины крючка, и т. д. до степени10, соответствующей высоте волны, равной полной ширине крючка крышки(дна).Волнистость крючка крышки (дна) не должна превышать пятой степенидля банок диаметром от 72 до 99 мм и второй степени для банок большихдиаметров.26После осмотра измеряют внешние размеры: ширину и толщину шва,глубину посадки крышки.
Измеренные размеры шва сравнивают с расчетными(нормальными) размерами.Измерения внутренних размеров закаточного шва проводят после егораспиливания и вскрытия. Для этого на небольшом участке спиливаютверхнюю часть шва на толщину материала крышки (рисунок 9), и делают разрезшва. Затем легким постукиванием осторожно сбивают крючок крышки скрючка корпуса банки, чтобы образовался зазор между крючками, при этомвидна конструкция шва и ее можно сравнить с эталоном.Для измерения ширины крючков банки и крышки и визуальной оценкистепени волнистости крючка крышки вскрывают шов, делают разрез банкинапильником и участок шва отпиливают сверху на толщину материала крышки(рисунок 9).
Затем легкими ударами, начиная от разреза шва, выбивают крючоккрышки из-под крючка банки (рисунок 10).Рисунок 9. Опиловка Рисунок 10. Общий вид вскрытого швадвойного закаточного шваПри оценке двойных закаточных швов круглых банок измерения проводятв двух точках, расположенных в 60 градусах от продольного шва.После вскрытия шва визуально оценивают степень волнистости крючкакрышки (дна); измеряют ширину крючков крышки и банки, сравнивают ихзначения с расчетными (нормальными), а также вычисляют значениеперекрытия.27Форма и размеры шва сравнивают с эталоном, в качестве которогоиспользуют правильно закатанную банку с распилом и вскрытым швом.Сегменты вырезают, не допуская оплавления металла. Рез зачищают.Контролируемые сегменты устанавливают на объектоноситель проектора ипосле соответствующей настройки на резкость изображения на экране снимаютразмеры ширины и толщины шва, глубины посадки крышки, ширины крючковкрышки и банки, ширины теоретического, фактического и максимальногоперекрытия.В консервной промышленности распространение получили следующиеметодыконтролягерметичности:манометрическийсиспользованиемвоздушно-водяного тестера и пузырьковый.На воздушно-водяном тестере герметичность швов банки проверяют втечение 10 с под избыточным давлением:- 75 кПа - для банок с легковскрываемой крышкой;- от 90 до 110 кПа - для банок с крышкой без устройства для легкоговскрытия.Крышку банки до укупоривания просверливают без деформации.
Затембанку, оснащенную уплотнительной прокладкой, опускают в воду. При подачевоздуха в негерметичную банку образуются пузырьки.При отсутствии тестера герметичность швов проверяют следующимобразом: в пустую банку наливают от 5 до 6 мл эфира, после чего ееукупоривают и опускают в воду с температурой не ниже 80 °С; или в банкуналивают 100 мл воды, добавляют в нее 5 г двууглекислой соды и 5 г кислоты(лимонной, уксусной или винной), затем банку укупоривают, встряхивают иопускают в воду с температурой не ниже 80 °С.
Выделение пузырьков воздухаили газов, отрывающихся от поверхности банки, является признаком еенегерметичности.Причины дефектов закаточного шва металлических банок и способы ихустранения приведены в таблице 1 Приложения А.28Различного рода дефекты закатки ведут к потере герметичности,вытеканию жидкой фазы консервов с образованием так называемой вторичнойобсемененности и браку: легковес, бомбаж и т.п. [4].Рассмотренные выше способы контроля позволяют на основе средствтехнического зрения автоматизировать выполнение операций дефектациидвойного закаточного шва с использованием современных средств измеренийи компьютерных технологий.2.2 Методы обнаружения течей консервовКонсервная тара содержит швы, имеющие каналы неправильной формы,малого поперечного сечения и большой протяженности [2].Геометриянеплотностей не позволяет характеризовать негерметичность размераминеплотностей, поэтому течи определяют потоками веществ, проникающихчерез них [30]:Q = (∆PV )/Δτ(5)где V – внутренний объем объекта и технологической оснастки;Δτ – время выдержки объекта;∆P- изменение давления в объекте в течении времени Δτ.2.2.1 Пузырьковый методТехнология выполнения этого метода предусматривает опрессовку объектаизбыточным давлением с последующим погружением его в воду.
Образованиепузырьков воздуха на поверхности банки свидетельствует об истечении из нее газаи о местонахождении дефекта. По скорости образования и величине пузырьковможно судить о величине негерметичности. Чувствительность контроля достигает10-7 м3 Па/c [31].29Силы, приводящие к образованию пузырьков воздуха, противодействуютсопротивлению всех сил, препятствующих этому образованию. Отсюда давлениевоздуха в пузырьке равно сумме давлений:ВН = Н + Г + АТ ,(6)где PН , PГ, PАТ – капиллярное, гидростатическое, атмосферное давлениясоответственно.Нарушение герметичности консервов обычно сопровождается вязкостнымрежимом течения, поскольку газ истекает в атмосферу, при котором поток черезтечь определяется уравнением Пуазейля:=4256(22 − 12 ),(7)где l – длина канала;d – диаметр канала;(2 − 1) – перепад давлений на течи;η – коэффициент вязкости.или в упрощенном виде поток через течь равен:=036АТ(8)где n – число пузырьков, образующихся за время Δt;DO – диаметр пузырька в момент его отрыва.Размер пузырька определяется следующими выражениями:3 = √1 +3 ℎ = √12 ,4(9)(10)30где r – радиус капилляра;h– высота столба жидкости;ρ – плотность жидкости;σ – поверхностное натяжение.Величина поверхностного натяжения σ зависит от свойств жидкости.
Дляводы σ = 72,86 мН/м.Поясняющий пример: банка, погруженная в воду, имеет негерметичноеотверстие диаметром 10 мкм. На поверхности воды образуются пузырькидиаметром 0,5 мм. При частоте регистрации 1 пузырек за 30 сек поток равен:Q = 2,2 10-6 см3 ат/сек = 1,7 10-3л мк/сек,Повысить чувствительность метода можно заменив воду на спирт, посколькуповерхностное натяжение спирта в три раза меньше, чем воды.Системы технического зрения [41] позволяют дистанционно с необходимойточностью измерять размеры пузырьков и частоту их появления.2.2.2 Манометрический методМанометрический метод сводится к созданию в испытываемом объектеизбыточного давления газа и измерению величины давления в нем в начале и концепроцесса измерения.Фактическое падение давления в объекте определяют соотношением [31]: = 1 − 2 (1 +1 −2273+2)(11)где P1 и P2 - соответственно начальное и конечное давление в объекте, Па;t1 и t2 - температура в начале и конце испытаний соответственно, °С.Чувствительность способавытекающей из корпуса консервов:характеризуетсярасходомсубстанцииQ,31Q = V/τ(12)где V - объем консервной банки; τ - время истечения субстанции.Изменение давления в банке можно определять по деформации крышкибанки и размеров баночных концов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
